焦粉替代瘦煤的配煤炼焦试验研究

1、第期（总第期）年月煤化工CoalChemicalIndustryNo.2（TotalNo.141）Apr.2009焦粉替代瘦煤的配煤炼焦试验研究王大力刘平刘开明（太原煤炭气化（集团）有限责任公司，太原030024）摘要通过煤岩显微分光光度计系统对焦粉配煤炼焦进行了系统的研究，研究了焦粉的配入量对配合煤的镜质组最大反射率及区间变化和显微组分变化的影响，结合小焦炉产品各项质量指标的变化，得到太原煤气化公司焦化厂焦粉的最佳配入比例为，最佳粒度范围为占、占、占。煤岩显微分光光度计系统的应用，不但促进了焦粉回配炼焦技术更加系统和精细，也保证了在焦粉配入后焦炭质量的稳定。关键词焦粉配煤炼焦煤岩显微分光光度

2、计文章编号：（）中图分类号：文献标识码：焦粉作为焦化厂焦炭产品之一，需求低、价格低。炼焦用焦粉回配替代原料煤，既可以拓展炼焦煤资源，降低生产成本，又解决了焦粉的堆放和销售问题。不同的单位针对最佳焦粉回配比以及粉碎粒径的大小进行了研究，结果表明，焦粉的回配比对焦炭质量有较大影响，合适的回配比可同时提高焦炭的块度和抗碎强度。为了使焦粉的回配技术更加系统和精细，确保焦粉回配后焦炭的质量仍然能保持稳定，太原煤气化公司在对焦粉的回配比和粒径进行研究的同时，利用煤岩显微分光光度计，系统地对配合煤镜质组的最大反表1煤种焦煤瘦煤晋阳煤射率及区间变化进行了观察。通过对配合煤显微组分的变化、容惰比的变化以及小焦炉

3、和生产产品焦炭的各项质量指标变化进行分析，并根据有关煤岩学配煤理论，对配煤比进行了优化，确定了切合实际的焦粉配入量和粒度。1.1试验试验用煤试验用煤选用焦化厂煤场各单种煤（晋阳煤、焦煤、瘦煤、焦煤）及实际配入炼焦的干燥破碎后焦粉，其工业分析结果列于表。各单种煤及焦粉工业分析结果AV，特征GYX体积曲线波型平滑下降型之山混合型之字型焦煤焦粉焦粉焦粉1.2配煤方案在生产实际配煤比的基础上，按配入焦粉的量，且分实际粒度（为，为）和小粒度（为，为）两种粒度，同时减少相应的瘦煤配入比例，制定了种不同的配煤方案，具体配煤方案见下页表，各方案对应的装炉煤镜质体反射率和显微组成以及所产出的小焦炉焦炭的质量分析

4、数据分别列于下页表和表。收稿日期：作者简介：王大力（），男，年毕业于华东化工学院，高级工程师，主要从事炼焦等煤化工技术工作。年月王大力等：焦粉替代瘦煤的配煤炼焦试验研究表2焦粉配煤方案其他配煤比方案编号焦粉粒度配入量焦煤晋阳煤焦煤瘦煤表3装炉煤编号镜质组最大反射率镜质组各配煤方案对应的装炉煤镜质体反射率及显微组成主要显微组成稳定组矿物丝质体半镜半丝微粒体焦粉（）表4方案编号机械强度工业分析小焦炉焦炭质量分析数据筛分组成反应性及反应后强度MMAV，CRICSR1.3试验过程炼焦设备为电加热小焦炉。装煤前炭化室样，进行工业分析；从三级焦炭（、）中按比例取做转鼓（机械强度）试验；按规定制取试样，进行

5、焦炭反应性及反应后强度试验。炉墙温度达到（±）后，将燃烧室温度升至（±），并保持稳定。装煤后将燃烧室温度在半小时内升至（±）。一次装煤量（干基），粒度（），结焦时间，焦饼中心温度2.1结果与讨论焦粉配入量对焦炭质量的影响从表中可以看出，焦粉配入和未配入焦，燃烧室温度和焦饼中心温度是用热电偶和电子电位计自动记录。熄焦后全炉焦炭称量并做筛分试验；从的各级焦炭中按比例取出焦炭制备焦粉相比，对焦炭工业分析结果影响不大。焦粉配入量煤化工CRI焦粉配入量年第期对抗碎强度M和耐磨强度M的影响分别示于图和图。由图可知，焦粉配入量对抗碎强度M造成的波动不大。但从图中可以看出，在焦粉

6、配入量增大时，耐磨强度M有上升趋势。M试样编号CRI图4焦粉配入量焦粉配入量对CRI的影响CSR焦粉配入量焦粉配入量试样编号M图1焦粉配入量焦粉配入量对M25的影响M焦粉配入量试样编号CSR图5焦粉配入量焦粉配入量对CSR的影响2.2配入焦粉的粒度对焦炭质量的影响焦粉在炼焦过程中属于惰性物，在高温下不熔试样编号M图2焦粉配入量融。在设计试验方案时，我们考虑了实际生产的粒度与进一步破碎后的粒度两个粒度等级按配入作为试样，试验结果发现，粒度等级变化对焦炭的主要指标并无明显影响。因此，我们认为在焦粉配入比例不大，焦粉粒度已经达到一定程度时，不必强调粒度过细。焦粉配入量对M10的影响焦粉配入量对粒度分

7、布的影响如图所示。由图可见，焦炭筛分组成中的大块焦（）有随着焦粉加入量的增加而增大的趋势。这主要是由于焦粉自身的收缩小，焦粉的配入减少了体系的收缩，降低了收缩应力，使焦炭内部裂纹减少，从而提高了块度。粒度2.3焦粉配入量对配合煤岩相组成的影响焦粉配入量对镜质体最大反射率的影响（图）焦粉配入量R试样编号粒度图3焦粉配入量焦粉配入量对粒度分布的影响焦粉配入量对焦炭CRI及其CSR的影响如图和图所示。从图和图可以看出，焦粉配入R图6试样编号焦粉配入量焦粉配入量对镜质体最大反射率(Rmax)的影响和未配入焦粉相比，反应性变化不明显，反应后强度却有明显下降。这主要是由于焦粉本身无黏结能力，随着其配入量的

8、增加，必然会降低反应后强度。从图中可以看出，焦粉作为一种无黏结能力的惰性成分，它不含有镜质组成分，未配入焦粉和焦粉配入时，对镜质体最大反射率影响不明显。但在显微组分焦粉配入量年月王大力等：焦粉替代瘦煤的配煤炼焦试验研究的测定中发现：当焦粉粒度在而时，在显微镜下是独立的、形状不变的，是与其他组分融和困难的成分；当焦粉粒度在时，在显微镜下形状发生变化。这主要是由于焦粉的粒度的变化影响着焦粉在成焦过程中的行为，大粒度的焦粉是不与其他组分相融和的成分，因此大粒度的焦粉是不利于成焦的；小粒度的焦粉参与了胶质体的固化过程，即与其他组分相融和，因此小粒度的焦粉是利于成焦的。为）的IHR，离最近，所得焦炭的各

9、项质量指标也最好；而试样（配入量，粒度为，为）的IHR，离最远，焦炭的各项质量指标最差。这和容惰比为IHR左右时焦炭的整体质量最好的实践经验相当吻合。IHR焦粉配入量对镜质组含量的影响（图）焦粉配入量镜质组体积分数试样编号镜质组含量图8焦粉配入量焦粉配入量对容惰比的影响试样编号镜质组含量图7焦粉配入量3模拟生产实际配方的试验为了进一步确定配入焦粉的比例和详细的粒度焦粉配入量对镜质组含量的影响要求，我们完全按当时的生产实际配比情况，又设计由图可见，随着焦粉配入量的加大，即惰性成分的加大，配合煤显微组分中镜质组成分的含量呈现了下降的趋势。众所周知，焦炭性质在很大程度上取决于炼焦煤的镜质组成分的含量

10、。因此，镜质组成分含量下降必然会影响焦炭质量，会造成CSR的下降（见上页图）。了种方案在小焦炉上进行了第二次试验。种配煤方案中的配煤比例相同，但焦粉的粒度不同。其中为当时月统计配入焦粉的粒度（而）的最大比例，为粒度的平均比例，为粒度的最小比例。具体方案及其各种实验结果见表下页表。由表可知，、方案焦炭质量结果基本接近，2.4焦粉的配入对活性组分与惰性组分相对含量的影响实践表明，要炼出高质量的焦炭，对装炉煤中具的机械强度和反应后强度明显比、降低。而、的配合煤煤岩显微组分分析结果在最大反射率接近的情况下，容惰比以IHR最接近，显示的焦炭各项质量指标综合性最好。在太原煤气化焦化厂的正常配煤比基础上，从

11、生产实践可知：焦粉的最佳配入比例为，最佳粒度范围为：占有活性的显微组分与惰性组分应该有一个最佳的比例。一般认为，装炉煤中镜质体最大反射率R在左右、容惰比IHR左右焦炭的整体质量最好。图显示了焦粉的配入量对装炉煤容惰比的影响。由图可知，未配入焦粉的试样IHR，配入焦粉后的试样（焦粉配入量，粒度为，表5焦粉方案编号配入量，占，占。不同粒度焦粉的配煤炼焦方案其他配煤比瘦焦煤焦粉粒度焦煤晋阳煤焦煤瘦煤焦粉配入量表6煤种焦煤瘦煤晋阳煤煤化工各煤种及焦粉的工业分析（第二次试验）年第期AV，特征GYX体积曲线之字型平滑斜降型山型之山混合型微波型焦煤瘦焦煤焦粉焦粉焦粉表7装炉煤对应配合煤的工业分析特征AV，G

12、YX体积曲线波型波型波型表8装炉煤编号镜质组最大反射率镜质组对应配合煤煤岩显微组分分析主要显微组成稳定组矿物丝质体半镜半丝微粒体焦粉（）表9方案编号机械强度工业分析20kg小焦炉实验生产焦炭质量筛分组成反应性及反应后强度MMAV，CRICSR44.1结论参考文献：孙红蕾，段敬稳，何永会，等焦粉回配的实验研究河北冶金，（）：徐伟蓉焦粉在配煤中的应用煤化工，（）：钱晖，吴信慈宝钢集尘焦粉回配炼焦试验研究宝钢技术，（）：。通过煤岩显微分光光度计系统对配合煤的镜质组最大反射率及区间变化和显微组分变化的观察，结合小焦炉产品各项质量指标的变化，可以得到更加准确的焦粉配入量和粒度范围，使焦粉回配炼焦技术更加

13、系统和精细，使焦炭质量在焦粉的配入后仍可保持稳定。武钢鄂城钢铁有限责任公司除尘焦粉回配煤炼焦方法及其工艺，4.2在太原煤气化焦化厂的正常配煤比基础上，焦粉的最佳配入比例为，最佳粒度范围为占，占，占。张纪民焦化厂固体废弃物在配煤炼焦中的应用武汉：武汉科技大学，(下转第21页)年月谷小虎等：煤灰对气化反应性的影响朱子彬，马智华，林石英，等高温下煤焦气化反应特性：灰分熔融对煤焦气化反应的影响化工学报，（）：焦反应活性的影响煤炭转化，（）：唐黎华，张娜，王福明助熔剂对煤焦高温气化反应性的影响燃料化学学报，（）：王志光，杨吴诗勇，顾旭，饶志雄，等平顶山高灰熔融性温度煤唐黎华，王福明，朱学栋，等煤焦中矿物

14、质行为与灰熔融温度的关系华东理工大学学报，的气化反应性研究煤化工，（）：菁，李莉，等高温下灰熔融对神府煤（）：EffectofAshonGasificationReactivityGuXiaohu1，CaoMin1,2，WangLanpu2andTianYapeng2(1.HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000;2.YimaCoalIndustryGroup,Yima472300)AbstractThispaperdiscussedtheimpactofcoalashonthegasificationreactivity.Atlowtemperatur

15、e,somemi-neralcomponentshavecatalyticactivity.However,newmineralcomponentsformwithtemperaturerisingandtheyhavenocatalyticactivity.Whiletheoperatingtemperaturereachesorexceedstheashfusiontemperature,coalashcomestoamoltenoreventoagglomeratingstate.Inthisway,thereactionspecificareadeclinesandthedispers

16、ivenessofcatalyticmineralsturnsdownandthereforeleadstoabadgasificationreactivity.Keywordscoalash,gasificationreactivity,catalyticaction,ashfusibility!（上接第18页）StudyonCokeBreezeastheSubstitutionofLeanCoalforBlendingWangDali,LiuPingandLiuKaiming(TaiyuanCoalGasification(Group)Co.,Ltd.,Taiyuan030024)well

17、asthestabilityofcokequality.Keywordscokebreeze,coalblending,maceral,microspectrophotometerTheresultwasthattheapplicationofmicrospectrophotometerforcoalblendingwithcokebreezecanensuretheaccuracyoftheprocessas"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""·简讯·2009年一季度我国煤炭进出口分析年月，我国进口煤炭万，同比增长